Sparsam und hochperformant

Winbond treibt die HyperRAM-Technik voran

10. März 2022, 10:36 Uhr | Heinz Arnold
Winbond
HMI-Anwendungsbeispiele für HyperRAMs
© Winbond

Seit Winbond 2019 dem HyperRAM-Lager beigetreten ist, baut das Unternehmen kontinuierlich sein Angebot aus – denn die HyperRAMs bieten in zahlreichen Einsatzfällen handfeste Vorteile gegenüber alternativen Speicher-ICs.

Was ist ein HyperRAM eigentlich? Um diese Frage beantworten zu können, zunächst ein Blick auf den HyperBus. Diese Technik hatte Cypress erstmals im Jahr 2014 vorgestellt. Der HyperBus baut sowohl auf den seriellen als auch auf den parallelen Speicherschnittstellen der Vorgänger auf, verbessert aber die Leistungsfähigkeit des Endsystems, vereinfacht dessen Design und reduziert die Systemkosten. Beim HyperRAM handelt es sich um eine Technik, die auf der HyperBus-Schnittstelle aufsetzt und die Cypress 2015 auf den Markt gebracht hatte. Die erste Generation erreicht einen Durchsatz von 333 MB/s; HyperRAM 2.0 steigerte ihn dann auf 400 MB/s.

Winbond und HyperRAM

Nachdem Winbond Electronics entschieden hatte, mit Cypress zusammenzuarbeiten und das HyperRAM-Lager zu verstärken, brachte das taiwanische Unternehmen HyperRAM-Speicher mit Kapazitäten von 33, 64 und 128 Mbit auf den Markt. 256- und 512-Mbit-Typen befinden sich derzeit in der Entwicklung, um das Angebot zu erweitern und um Versionen für viele verschiedene Einsatzmöglichkeit anbieten zu können. Zudem stehen verschiedene Gehäuse-Optionen zur Verfügung. Dazu zählen für den Einsatz in Fahrzeugen zertifizierte BGAs mit 24 Anschlüssen (6 mm × 8 mm), BGAs mit 49 Anschlüssen (4 mm × 4 mm) und WLCSPs (Wafer Level Chip Scale Package) für den Einsatz in Konsumgütern und Wearables. Auch ungehäuste Known Good Dies (KGD) sind erhältlich.

Anbieter zum Thema

zu Matchmaker+
Winbond
Vergleich zwischen HyperRAMs und anderen DRAMs bezüglich Anzahl der Pins und Leistungsaufnahme
© Winbond

Das HyperRAM-Ecosystem

Derzeit bieten neben Cypress weitere führende Hersteller wie NXP, Renesas, STMicroelectronics und Texas Instruments CPUs an, die die HyperBus-Schnittstelle unterstützen. Cadence, Synopsys und Mobileye stellen HyperBus Memory Control IP zur Verfügung, mit deren Hilfe die IC-Anbieter ihre Design-Zyklen beschleunigen können. Zudem stehen den Anwendern jetzt drei Hersteller als Bezugsquellen zur Verfügung: Cypress, ISSI und Winbond. Außerdem ist HyperRAM ist kompatibel zum JEDEC JESD251 Profile 2.0. Inzwischen hat sich also im Vergleich zu anderen Octal-RAM-Angeboten um den HyperRAM das vielfältigste Umfeld ausgebildet.

Geringe Pin-Zahl, geringere Leistungsaufnahme, einfache Steuerung

Insgesamt gibt dies den Anwendern die Sicherheit, die HyperRAMs zuverlässig geliefert zu bekommen und zügig in ihre Zielsysteme eindesignen zu können, sodass sie und ihre Kunden von den Hauptvorteilen profitieren: geringe Anzahl von Pins, geringere Leistungsaufnahme und einfache Steuerung. »Diese drei Merkmale verbessern die Leistungsfähigkeit der Endsysteme signifikant«, sagt Hans Liao, Technology Manager DRAM Market von Winbond.

Diese Vorteile seien an einem Beispiel erläutert: Der 64-Mbit-HyperRAM von Winbond erreicht an einer Spannung von 1,8 V eine Leistungsaufnahme im Standby-Modus von 90 µW. Zum Vergleich: Ein SDRAM gleicher Speicherkapazität nimmt an 3,3 V eine Leistung von 2000 µW auf. Darüber hinaus begnügen sich die HyperRAMs im Hybrid Sleep Mode mit einer Leistungsaufnahme von 45 µW an 1,8 V und 55 µW an 3,3 V – was ebenfalls deutlich unter der Leistungsaufnahme vergleichbarer SDRAMs liegt.

Winbond
Die Vorteile der HyperRAMs
© Winbond

Doch könnten die Anwender nicht auf Low-Power-SDRAM zu setzen? Das würde in vielen Fällen nicht viel bringen, weil die LP-SDRAMs größer sind als HyperRAMs, also mehr Platz auf der Leiterplatte wegnehmen, was in vielen Fällen von Nachteil ist. Weil der HyperRAM mit nur 13 Pins auskommt, vereinfacht sich das Layout der Leiterplatte beträchtlich. Außerdem bedeutet das, dass während der Designphase mehr Pin-outs für weitere HyperRAMs zur Verfügung stehen, als wenn DRAMs Einsatz fänden. Weil weniger Pins verbunden werden müssen, reduziert dies die Kosten weiter.

Ein weiterer Pluspunkt ist das einfache Control Interface. Weil die HyperRAM-Speicher auf einer Pseudo-SRAM-Architektur basieren, gehören sie zu den RAM-Typen mit Self-Refresh. Sie können also automatisch nach Schreib/Lese-Operationen in den Standby-Mode zurückkehren. Das reduziert den Aufwand für das Systemdesign und für die Entwicklung der Firmware sowie der Treiber.

Die HyperRAMs arbeiten also bei gleicher Bandbreite mit weniger Pins und sie erreichen eine geringere Leistungsaufnahme. Außerdem bietet HyperRAM ein neues HyperBus Interface, für das sich die Anwender entscheiden können.

Das sind die typischen Einsatzgebiete für HyperRAMs

Die HyperRAMs wurden für den Einsatz überall dort konzipiert, wo es auf niedrige Leistungsaufnahme und hohe CPU-Performance ankommt, insbesondere im Automotive- und im Industrie-4.0-Umfeld, im Smart Home sowie in Wearables. Beispiele sind HMI-Panels für die Industrie, Smart-Home-Geräte, Geräte für die Sprachsteuerung, die Sprachsteuerung, Fahrrad-Computer und smarte Armbänder. Aber auch für viele IoT-Edge-Geräte eignen sich die HyperRAMs.

Über die vergangenen Jahre ist es zudem immer wichtiger geworden, die Lebenszeit der Batterien zu verlängern, weil immer häufiger die Batterielebenszeit den Erfolg eines Geräts auf dem Markt bestimmt. Beispiele dafür sind Smart Speakers und Smart Meters. Davon abgesehen müssen sie über umfangreiche IoT-Funktionalität und ein einfach zu bedienendes HMI verfügen. Auch für diese Einsatzfälle eignen sich die HyperRAMs in besonderer Weise. 


Das könnte Sie auch interessieren

Verwandte Artikel

Winbond Electronics Corp., Cypress Semiconductor GmbH